Home + Team HFT Stuttgart University of Applied Sciences (Alemania)

Solar Decathlon Madrid 2010 casa 11.

La Universidad de Ciencias Aplicadas de Stuttgart presentó al Solar Decathlon Europe de Madrid 2010 la vivienda Home + , un pequeño prototipo de vivienda residencial para 1 o 2 personas alimentada por energía solar.

casa home+

 Estructura y materiales de la casa

El concepto de vivienda Home +, para facilitar el transporte del punto de producción a su ubicación definitiva, queda estructurada en módulos constructivos.

La vivienda presentada a concurso, cuenta con 3 módulos de 18 m2 cada uno. Estos se acoplan uno tras otro formando una única nave alargada con una aperturas acristaladas en las fachadas sur y norte y prácticamente cerradas en las del este y el oeste. Cada uno de los módulos queda unido a los demás por medio de unas juntas llamadas “boquetes climáticos”. Estos son espacios con ventanas que quedan como las únicas aperturas en las fachadas este y oeste por las que entra luz y aire fresco. Estas juntas sirven también para diferenciar los espacios por actividades especificas de cada uno de los módulos.

interior Home+

Vista de dos módulos, entre medias un “boquete climático”

 A la vivienda se accede por su fachada sur, a través de un pequeño módulo cubierto con una cornisa que además de hacer las veces de entrada puede utilizarse como terraza en verano. En los siguientes módulos de sur a norte se configuran sucesivamente una sala de estar y de usos múltiples, una cocina y a continuación y separada por una torre de ventilación, para conseguir privacidad, el dormitorio, configurando este último la fachada norte del edificio.

La casa Home + cuenta con cuatro capas de diferentes materiales cada uno con una función específica.

La capa más interna esta constituida de madera. Su función es estructural a la vez que la de hacer de masa térmica. También fue elegido porque este material, para su transformación industrial requiere poca energía.

La segunda capa esta constituida a base de paneles al vacío imperfecto y tienen función de aislante térmico.

La tercera capa la conforman materiales impermeables que tienen la función de evitar las filtraciones de agua de lluvia, evitando así que llegue a la estructura de madera o al interior de la vivienda.

La cuarta y última capa esta constituida por una cubierta de células fotovoltaicas a modo de mosaico y es la encargada de proveer energía eléctrica a la vivienda. Con el fin de darle un carácter decorativo a las fachadas fotovoltaicas, se eligieron células policristalinas de diferentes tonalidades que, dispuestas en forma de ajedrez, crean una interesante composición

Por otro lado en el subsuelo del edificio se han colocado materiales de cambio de fase encargados se evitar los picos de temperaturas.

fachada este

Cubierta fotovoltaica de la fachada este de Home +

 Estrategias pasivas de climatización

A fin de lograr la mejor climatización pasiva posible, Home + cuenta con determinadas estrategias que le permiten aprovechar el calor solar de la siguiente forma:

Durante el invierno, la radiación solar entra a la vivienda por el vantanal de la fachada sur aportando calor. El perfecto aislamiento de los muros y el doble acristalamiento en los ventanales y en las juntas ayuda a conservar el calor ganado en el interior de la vivienda. Por su parte, los materiales de cambio de fase del subsuelo, atemperan las temperaturas en todo momento, almacenando el posible exceso de calor ganado durante las horas de luz de las jornadas soleadas y liberándolo en los momentos fríos.

En el verano, por el contrario, se busca evitar al máximo la ganancia de calor por los ventanales. En esta estación los rayos menos inclinados del Sol, son detenidos por la cornisa de la fachada sur, la cual solo proyecta sombra en el interior de la casa. Los materiales de cambio de fase juegan aquí también un papel importante, ya que son los encargados de absorber el exceso de calor durante el día. Para refrigerarse, utilizan un sistema de radiación atmosférica nocturna, que aprovecha las noches despejadas de los veranos madrileños, para irradiar el calor almacenado durante el día. Esto lo hace a través de los paneles fotovoltaicos y de los colectores solares térmicos.

Sin embargo, a nuestro juicio, el claro diferenciador de esta vivienda con respecto a las demás propuestas del concurso, es lo que sus creadores han denominado “torre de ventilación” utilizada para refrigerar de forma pasiva el interior de la casa en verano. Esta compuesta de una tipo de torre situada en el centro de la vivienda que cuenta en su interior con unos paños mojados suspendidos desde lo alto hasta el suelo. La parte superior de la torre esta abierta y es la encargada de captar el aire del exterior. El aire seco del verano madrileño, al entrar en contacto con el paño mojado, evapora su humedad y en el proceso tanto el aire como el paño se enfrían. Este aire más fresco se hace más pesado y por gravedad desciende por toda la torre hasta el interior de la vivienda, refrescándola.

refrigeracion 2

Vista interior de la casa de la entrada de la torre de refrigeración

refrigeracion

Interior de la torre de refrigeración con los paños húmedos suspendidos




Para potenciar la circulación de este aire fresco en el interior de la vivienda, se recurre a la acción de dos chimeneas solares una a cada lado de la torre de refrigeración. Cada una de ellas esta compuesta por un conducto ascendente conectado a una cápsula acristalada. Esta cápsula tiene la función de albergar el absorbedor de radiación solar, compuesto por placas de aluminio pintadas de color negro y colgadas buscando un efecto decorativo, que transforman la luz solar en calor. Las placas transmiten su calor al aire, provocando que este se dilate, se haga más ligero y ascienda saliendo a la atmósfera por unas ranuras en la parte superior de la cápsula. La función de estas chimeneas solares es la de crear una corriente ascendente que succione aire del interior de la vivienda. A su vez el interior de la vivienda recupera el aire “perdido”, forzando la entrada de aire fresco por la torre de refrigeración. De esta forma se establece de forma pasiva una corriente de aire fresco proveniente de la torre que refrigera la vivienda.

chimenea solar home+ 2

Vista externa de la chimenea solar de la fachada este

chimenea solar home+

Vista desde el interior de la vivienda de la cápsula. acristalada de la chimenea solar de la fachada este

Sistemas solares y de climatización activos

En los momentos en los que las estrategias pasivas arriba comentadas resulten insuficientes para aclimatar adecuadamente la vivienda, entra en funcionamiento una bomba de calor reversible, que aporta al subsuelo frío o calor según la necesidad.

Esta bomba de calor es alimentada por los paneles fotovoltaicos situados en las fachadas este y oeste de la vivienda. Para permitir una ligera circulación de aire que refrigere las células fotovoltaicas, la capa fotovoltaica de dispone sobre el edificio dejando un pequeño espacio entre el muro y las propias células. De esta forma se evita un excesivo sobrecalentamiento que se traduzca en una pérdida de rendimiento.

Paneles solares en Home+

Fachada de paneles fotovoltaicos

 Para la provisión de agua caliente, Home + cuenta con colectores solares de tuvo de vacío dispuestos en la parte superior de las juntas. Esta ubicación les permite junto con su función de calentar el agua, proveer sombra en el interior de la casa

colectores solares Home +

Colectores solares de tubo de vacío


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